3. června, ve vzdálenosti 3, 9 miliardy světelných let, se srazily dvě neuvěřitelně husté neutronové hvězdy - těla, z nichž každá je asi 1, 5krát větší než hmotnost Slunce, ale jen velikost pouhých měst. Vědci studující událost tvrdí, že řeší přetrvávající tajemství formování prvků v našem vesmíru.
"Je to velmi rychlý, katastrofický, extrémně energický typ exploze, " říká Edo Berger, astronom z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku. Masivní kolize uvolnila silný paprsek gama paprsků po celém vesmíru. Blesk, který trval jen dvě desetiny vteřiny, zachytil Swiftův satelit NASA a poslal astronomy, aby se shromažďovali data.
Během několika příštích dnů dalekohledy v Chile a Hubbleův vesmírný dalekohled obrátily svou pozornost na tuto oblast vesmíru. Dnes Berger a jeho kolegové na tiskové konferenci v Cambridge v Massachusetts oznámili, že jejich analýza odhaluje, že srážky neutronových hvězd jsou zodpovědné za vytváření prakticky všech těžkých prvků ve vesmíru - seznam, který zahrnuje zlato, rtuť, olovo, platinu a více.
"Tato otázka, odkud pocházejí prvky jako zlato, je už dlouho, " říká Berger. Ačkoli mnoho vědců dlouho tvrdilo, že zdrojem výbuchu jsou supernovy, říká, že jeho tým - včetně Wen-fai Fonga a Ryana Chornocka z harvardského astronomického oddělení - má důkazy, že supernovy nejsou nutné. Tyto srážky s neutronovými hvězdami produkují všechny prvky těžší než železo, říká: „a dělají to dostatečně účinně, aby dokázali vysvětlit veškeré zlato, které bylo vyrobeno ve vesmíru.“
K takovým srážkám dochází, když obě hvězdy v binárním systému samostatně explodují jako supernovy, a pak se zhroutí do sebe a zanechají za sebou pár pevně vázaných neutronových hvězd. Když se vzájemně krouží, hvězdy jsou postupně přitahovány k sobě gravitačními silami, až se srazí.
"Jsou extrémně husté - v podstatě kulky létají jeden na druhého rychlostí světla asi deset procent, " říká Berger. Výsledná srážka spojuje tolik hmoty na jednom místě, že se zhroutila na sobě, což vyvolalo vytvoření černé díry. Malé množství hmoty se však vrhne ven a nakonec je začleněno do další generace hvězd a planet jinde v okolní galaxii. Pečlivé pozorování této nejnovější kolize neutronových hvězd odhalilo obsah této vypuzené hmoty.
Když se vytvořila černá díra, Berger říká, uvolnil gama paprsek kódovaný jako GRB (gama paprsek) 130603B. Během několika minut nástroje v Chile hledaly další důkazy o kolizi a našli krátký „dosvit“ viditelného světla, generovaný částicemi vyhodenými z exploze, která zabouchla do okolního prostředí. To poskytlo astronomům přesnou polohu a vzdálenost události a skutečnost, že ke srážce došlo relativně blízko - alespoň astronomicky - vzbudila naděje, že bude možné sbírat nové druhy dat, která dříve nebyla k dispozici.
12. června Hubbleův dalekohled, trénovaný na tomto místě, detekoval výraznou emisi infračerveného světla, signál oddělený od prvního výbuchu. Infračervený podpis, říká Berger, je výsledkem radioaktivního rozpadu exotických těžkých prvků (jako je uran a plutonium), které se vytvořily během srážky a které byly vypuštěny směrem ven. Z důvodu způsobu, jakým se tvoří těžké prvky, se také muselo tvořit zlato. "Celkové množství těchto těžkých prvků bylo asi jedno procento hmoty slunce, " poznamenává. "Zlato je v této distribuci asi 10 dílů na milion - takže to vychází z desetinásobku hmotnosti Měsíce pouze ve zlatě."
Protože tým ví, jak často k těmto srážkám dochází, a nyní může odvodit, kolik materiálu je generováno při každé události, mohou porovnat celkové množství těžkých prvků produkovaných srážkami neutronových hvězd se známým množstvím ve vesmíru. Závěr týmu, který byl dnes také zveřejněn v The Astrophysical Journal Letters, je, že tyto události jsou dostatečným vysvětlením všech našich těžkých prvků, včetně zlata. Poté, co je vytvořeno v těchto druzích srážek a vypuštěno ven, těžké prvky jsou nakonec začleněny do utváření budoucích hvězd a planet. Což znamená, že všechno zlato na Zemi, dokonce i zlato ve snubním prstenu, pravděpodobně pochází z kolize dvou vzdálených hvězd.
Nové zjištění také řeší související otázku: zda tento konkrétní druh emise gama záření - nazývaný „krátkodobý“ výbuch - může být definitivně spojen s kolizí dvou neutronových hvězd. "Shromáždili jsme spoustu nepřímých důkazů naznačujících, že pocházejí ze střetu dvou neutronových hvězd, ale skutečně nám chyběl jasný podpis" kouřící zbraně ", " říká Berger. "Tato událost poprvé poskytuje tu kouřící zbraň."
V příštích několika letech bude tým Harvard-Smithsonian a další pokračovat ve vyhledávání kolizí neutronových hvězd, takže mohou být shromažďována a analyzována další data. Již nyní však taková vzácná událost (v Mléčné dráze nastává jednou zhruba každých 100 000 let) se vyskytuje na dost blízké vzdálenosti, aby tyto druhy pozorování byly docela náhodné. "Strávil jsem poslední dekádu svého života zkoušením gama záblesků, pečlivým shromažďováním důkazů a čekáním na jednu velkou událost, " říká Berger. "Je tak uspokojivé, když konečně získáme ty důkazy, které nám mohou říct, co se děje, definitivněji."
